Java双重校验单例模式详解

单例模式双重检测java实现：

public class Singleton { 
    private volatile static Singleton instance = null; //#1
    public static Singleton getInstance() { 
        if (instance == null) { //#2
            synchronized (SingletonClass.class) { //#3
                if(instance == null) { //#4
                    instance = new Singleton(); 
                } 
            } 
        } 
        return instance; 
    } 

#1.1：为什么要使用volatile？
通常来说在堆中创建变量，会有两个步骤：

• 在堆中分配内存空间、执行初始化（就是new做得事情）
• 在栈中的本地变量表分配一个指向该内存区域的reference（等于号做得事情）

但JVM会进行编译优化，并不一定按照这样的顺序执行。在多线程环境下，若线程A创建instance，首先分配了reference的指针，此时线程B并发地去执行getInstance方法，那么会发现instance所指向的内存区域并不是null，那么线程B的getInstance方法则会返回这个instance，但实际上线程A仅仅是分配了这个指针，并没有在内存区域中完成初始化方法。

volatile禁止了JVM对指令顺序的优化，使得创建变量严格按照先分配内存再分配指针的顺序执行。

同时，如果没有volatile，某线程修改变量，并不会立即存入共享内存（主存），而是存入线程私有的一块高速缓存区域（在CPU中的cache），而volatile要求线程对变量修改完之后立即存入共享内存，保证了变量修改的可见性。

#1.2：为什么要static?

保证单例对象是属于类的，而不是属于对象实例的，保证一个类只有一个变量。

#3 为什么不给getInstance方法修饰synchronized，而是在这里给类上锁?

因为没有必要，如果在最外层判断出已有单例对象，则无需调用任何同步方法。而若给getInstance方法修饰synchronized，那么无论如何都有synchronized带来的额外开销（即便synchronize进行了大量优化）。

#4 为什么需要第二层检验？

在多线程环境下，若没有语句#4，想象这样的场景：

1. 线程A执行完#2
2. 在#2、#3之间发生了线程切换，切换到线程B
3. 线程B执行#3，获取到了锁，并进行instance初始化
4. 切换回线程A，线程A执行#3，获取到了锁，并进行instance初始化

会发现instance被初始化了两次，因此必须进行第二层检验。